用亲和图分析解决ABS挡泥板的质量缺陷

1、用亲和图分析解决ABS挡泥板的质量缺陷王正进（江苏省盐城市圣茂机械厂）摘要：与PP相比，ABS树脂抗冲性、隔音性、耐划痕及耐热性更好，特别是在横向抗冲性和使用温度要求较严格的地方，PP应用受到限制，而ABS因表面光滑，抗冲击性好，耐高温和可加工性好而被广泛应用，但ABS也存在如产品发脆、尺寸不准、飞边等缺点。用巴莱多图统计出ABS在生产中的个性问题，用亲和图分析解决问题，再用直方图进行模具改进后的工艺验证，对注塑工程质量改进和提升产品合格率有着重要的指导意义。关键词：模具改进巴莱多图亲和图ABS缺陷The Analysis and Resolution of the Quality Defec

2、t of ABSmadeFenders by Using the Affinity DiagramWang ZhengJin(Jiangsu Yancheng Shengmao Machinery Factory )Abstract:Compared with PP, the impact resistance, sound insulation and nick resistance of ABS resin are much better than those of PP, especially the application of PP is limited in those posit

3、ions where thermal resistance and service temperature are strictly needed. ABS is widely used because of its smoothness of surface and its machinability, but its weakness is fragile, inaccurate in size and finned. The technological verification shows the measure that the exceptional problems of ABS

4、are picked up by means of Pareto chart, analysed and solved using the affinity diagram with the die improved applying histogram are directively significant to the improvement of the quality of injection molding products and the promotion of produce acceptance rate.Key words:Die improvementPareto cha

5、rtAffinity diagramABS defectABS树脂是摩托车、汽车中使用仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂，可用于车内、外部，如外壳、方向盘、导油管、手把、按扭及灯罩等。此外，由于ABS树脂的耐热性较好，近年来又开发了一些新的用途如喷嘴、储藏箱、仪表板等。大部分摩托车、汽车部件都是由注塑成型工艺加工的，主要性能为无定形料、流动性中等、溢边值0.04 mm、吸湿性强。与PP材料相比，ABS树脂抗冲性、隔音性、耐划痕性、耐热性及可加工性更好，更美观，特别是对横向抗冲击性和使用温度要求较严格的部件，ABS树脂更具优势，因此被广泛应用。尽管ABS产品有很多优越性，但生产过程中也存在很多缺陷

6、，如产品发脆、尺寸不准、飞边、会胶线、翘曲、熔接痕、色斑、粘模、注塑不满及有内应力等，除了这些共性缺陷外，还存在因结构和工艺不同造成的个性缺陷，下面以ABS挡泥板生产过程中的缺陷为例，介绍一下运用质量改进工具亲和图、巴莱多图、直方图等数理统计工具，通过数据分析和模具改进，有效解决夹料、冷料、水花、杂质和油污等前位质量问题，提高合格率的情况。1ABS挡泥板注塑过程的缺陷ABS挡泥板制品注塑过程有很多缺陷，用巴莱多图统计法统计了12项缺陷，本文主要对前5项缺陷进行分析，并提出解决方案，如图1所示。图1ABS制品注塑过程的缺陷统计图1.1夹料形成的原因从图2看到，有3处中子孔周围夹料，理论上产品脱模

7、斜度小于1.5°会造成夹料, 实测产品脱模斜度为2.5°，夹料不是由于脱模斜度小造成的；从图3看到，中子配合间隙为0.2 mm，理论上ABS的溢料间隙为0.060.08 mm时产生飞边，取件后飞边残留于模具型腔，再次生产时产生夹料。由此得出：造成夹料的主要原因是中子间隙过大，注塑射出时产生飞边。图2夹料的形成 图3中子结构图1.2冷料形成的原因冷料如图4所示，产生的原因为：1）料流快速流过壁厚不均的制品时产生的涡流造成，经实测产品壁厚在公差范围内（制品设计壁厚2.42.6 mm），因此没有问题；2） 当浇口厚度hnt（n为塑料材料系数，ABS的材料系数n0.9，t为塑件壁厚

8、）时，融体形成喷射，造成料流速过快形成冷料, 理论浇口厚度为2.25 mm，实测为1.2 mm，不合格，如图5所示；3）成型温度过高，料易出现溢出，造成2种温差很大的融体不能很好融合而产生冷料，实际检查温控器温度确实设置过高。综上所述，产生冷料的主要原因是浇口壁过厚和模具温控器温度设置过高而引起的。项目夹料冷料水花杂质油污缩坑孔堵其他混料指纹划伤修坏数量，件42221115014175423285222不良率，3.741.871.331.250.660.370.280.070.040.020.020.02占不良品比例，38.2219.1113.5912.776.793.802.900.720.

9、450.180.180.18累计比例，38.2257.3370.9283.6990.4894.2997.1997.9198.3698.5598.7398.91º···º···º···图4冷料 图5浇口厚度1.3 水花形成的原因水花如图6所示，产生的原因见下表1。表1为水花形成的原因FTA分析表原料原料烘干不足按规定时间烘料OK混入其它原料机台是专用ABS原料OK设备塑化能力不足产品重量470克, WG450注塑机塑化能力是1200克OK设备烘料温度低实际烘料温度80度,ABS

10、理论烘料温度70-80度OK两处出现水花模具模具内排气不良制品没有烧焦发白现象OK模具温度低实测模具温度为45、46度,模具理论温度50-60度NG工艺料管内原料停留长(残料位置过大)实际残料位置是15mm,标准残料位置是10-20mmOK加工温度过高实际加工温度是210-220度,ABS理论加工温度200-230度OK射出速度过快实际的注射速度是70cm3/s,ABS理论注射速度10-60cm3/sNG综上分析，造成水花的主要原因是模具局部温度过低和射出速度过快；冷却水回路连接不良，需重新连接水路。图6水花形成 图7模具流道温度分析图表2水路冷却项目水路1水路2出水口温度， 35.545.5

11、模具温度，45.555.41.4杂质形成的原因用亲和图分析杂质形成的机理1如图8所示。色母在料筒内分解部分色母在料筒内烧焦烧焦物粘在料筒或螺杆表面注射时冲进模具型腔原料的熔融性差部分原料没完全熔融溶体中存在部分颗粒状物质注射时冲进模具型腔色母的熔融性差色母与原料没完全熔融溶体中存在部分颗粒状物质注射时冲进模具型腔产品表面或内部有杂质存在原料在料筒内分解部分原料在料筒内烧焦烧焦物粘在料筒或螺杆表面注射时冲进模具型腔图8形成杂质分析亲和图现状分析：原料分解温度为250，色母分解温度为275，实际最高加工温度为225，车间用相同原料生产其他产品时没有杂质，所有使用9044色母的产品都有杂质出现。加工

12、温度低于原料分解温度，排除原料分解；加工温度低于色母分解温度色母分解排除；原料熔融性差排除。由此得出，造成杂质的原因是色母的熔融性差。1.5油污形成的原因油污形成的主要原因是镶块配合间隙大，防锈剂渗入，生产中无法清洗干净，如图9所示。主流道设变定模结构图定模示意图产生油污的位置定模产生油污的位置通过调整发现，定模该键块处有间隙，油污是从间隙处流到制品上的图9油污的产生产生间隙的原因是封堵原主流道造成的2解决对策2.1夹料对策加工并更新中子抽芯，将中子抽芯配合间隙由0.2 mm减小到0.05 mm，如图10所示。改善前中子抽芯配合间隙0.2 mm中子抽芯孔径为18.1mm中子抽芯孔径为17.9

13、mm18.05 mm.18.1mm改善后中子抽芯配合间隙0.05 mm改进后改进前图10夹料改进图2.2冷料对策调整温度控制器温度，将温控器第2段温度由230降至210 ；浇口厚度由原来的1.2 mm加大至2.5 mm，如图11所示。图11冷料对策图2.3水花对策改变冷却水回路的连接方式，如图12所示；优化工艺参数，更换工艺卡片，将注射速度由原来的70 cm3/s降低至30 cm3/s。通过A、B、C三套优化方案的试生产，结合MoldFlow 软件的模拟成型分析，最终选定了C套优化方案，三套优化方案参数如表3所示，三套化化方案合格率对比如表4所示，废品率统计如表5所示。(a) 改进前 (b)

14、改进后图12模具流道温度改进对比图表3三套优化方案参数2A方案项目压力，MPa注射速率，cm3/s位置，mm储料751207099130155射退30453045140165注射压力第1段404555606090第2段404545503050第3段404530352040保压3055102012 sB方案储料751207099130155射退30453045140165注射压力第1段8510010356090第2段1001105103050第3段80905102040保压3055102012 sC方案储料751207099130155射退30453045140165注射压力第1段6585153

15、06090第2段558510303050第3段507010302040保压3055102012 s表4合格率统计表项目ABC合格品，件550540520废品，件539531517合格率，98.0498.3699.43表5 水花改善前后废品率对比表项目改善前改善后废品，件2005产品总数，件11 2956 864废品率，1.770.072.4杂质对策先后使用了多种（7716、7744、9044、IB11717）色母进行试产，最终将色母型号由7044更换成IB11717，生产日期如表6所示；更换色母后，杂质不良率由原来的1.25降为“0”如表7、图7所示。表6 色母统计表项目××

16、;年×月×日××年×月×日××年×月×日××年×月×日色母型号771677449044IB11717生产总数，件4 0004 0004 0007 000杂质个数，件5046450表7杂质改善前后废品率对比项目改善前改善后杂质废品，件1410生产总数，件12 0007 000杂质不良率，1.250（a）改进前 （b）改进后图13更换色母2.5油污对策重新镶配镶件，将原惯用的尾部镶拼（G7/h7）改为斜锲形式从前面镶嵌，后面增加M16的螺钉拉紧，配合采用过渡配

17、合增加了定位装置，防止安装过程中镶块转动如图14所示。通过对原浇口处重新镶配，油污不良率由原来的0.66下降到“0”如表8所示。（a）改进前 （b）改进后图14浇口改进图表8油污水花改善前后废品率对比表项目改善前改善后油污废品，件1410生产总数，件12 00012 000杂质不良率，1.1750.0173总结ABS树脂与其他树脂相比有其共同的特性和工艺性，但因模具结构不同，工艺性也不同，为确保生产合格率，需在实践中不断改进来解决生产中的具体问题。除上述个性问题外，还需注意以下事项：a）提高ABS的注射压力：ABS树脂通称丙烯腈丁二烯苯乙烯，是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3种单体共聚而成，由于3种

18、单体比例不同，所具有的性能和熔融温度也不同。流动性能的ABS如与其他塑料或添加剂共混，则可扩大至不同用途和性能的ABS，如抗冲级、耐热级、阻燃级、透明级、增强级、电镀级等。ABS的流动性介于PS与PC之间，其流动性与注射温度和压力都有关系，其中注射压力的影响稍大，因此成型时常采用较高的注射压力以降低熔体粘度，提高充模性能。b）塑料的处理：ABS的吸水率大约为0.20.8。对于一般级别的ABS，加工前先用烘箱8085烘24 h，或用干燥料斗80烘12 h；对于含PC组份的耐热级ABS，烘干温度可适当调高至100，具体烘干时间可用对空挤出来确定。再生料的使用比例不能超过30，电镀级ABS不能使用再生料。 c）选注塑机：选用华美达标准注塑机（螺杆长径比201，压缩比大于2，注射压力大于150 MPa）。如果采用色母粒、或制品外观要求料高，可选用小一级直径的螺杆；锁模力按照4762 MPa来确定，具体需根据塑料等级和制品要求而定。d）模具及浇口设计：模具温度可设为6065；流道直径68 mm；浇口宽约3 mm，厚度与制品一样，浇口长度要小于1 mm；排气孔宽46 mm，厚0.0250.05 mm。e）熔胶温度：可用对空注射法准确判定。等级不同，熔胶温度亦不同，建议设定为：1）抗冲级220260，以250为佳；2）电镀级250275，以270为佳；3）耐热级240280，以265270为